[实用新型]一种换热管内金属扣螺旋带轮自动清洗装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的一种换热管内金属扣螺旋带轮自动清洗装置，主要针对列管式换热器的管内硬垢的自动清洗和传热强化。它适用于运行过程中换热管内生长有硬垢的各种列管式传热设备(例如，硬水冷却器、冷却水温度较高的冷凝器、蒸发器等等)的自动清洗与传热强化。 

背景技术

列管换热器内一般都生长污垢，且多数含有一定的硬垢，尤其是硬水冷却器、冷却水温度较高的冷凝器、蒸发器等等。管内自转塑料螺旋扭带技术具有污垢自动清洗及其对流传热强化的功能，研究的报道文献比较多。例如，化工学报2005年第4期，俞秀民、俞天兰、彭德其等的《高效传热强化斜齿扭带及其低流速自动清洗技术研究》，科技导报2006年第7期，俞天兰、蒋少青、俞秀民、金俊杰，的《椭圆齿旋流口平带换热管内自动清洗及其传热强化》；化学工程2006年第3期，张琳、尤一匡、钱红卫、俞秀民的《换热器自转螺旋扭带自动阻垢技术应用研究》；等等。虽然，这些塑料螺旋扭带技术对管内的软污垢有比较好的效果，但是，这种结构决定了螺旋扭带侧边或齿顶不能对管内污垢产生正压力，所以对硬垢的自动清洗能力很弱，在长期运行过程中仍然会逐渐生长硬垢，效率逐渐下降，还是需要周期性停车清洗。 

实用新型内容

本实用新型主要旨在解决现有自转塑料螺旋扭带类自动清洗技术对硬垢清洗能力太弱的根本问题，提出一种换热管内金属扣螺旋带轮自动清洗装置，利用自转时塑料螺旋带轮上的金属扣产生的离心力，使得螺旋扭带侧边对管内壁污垢产生有效清洗硬垢需要的正压力，满足传热设备长期高效运行对硬垢清洗能力的要求，并且便于大批量生产的注塑成形，制品质量高，生产制造成本较低。 

本实用新型的技术方案为：一种换热管内金属扣螺旋带轮自动清洗装置，主要零部件为换热管、金属扣、左螺旋带轮、右螺旋带轮、钢丝轴、固定架。换热管内安装带金属扣的螺旋带轮，有左螺旋带轮和右螺旋带轮两种，并且交替串联在固定不转的钢丝轴上组成。左螺旋带轮和右螺旋带轮在钢丝轴上的串联交替，可以是每个螺旋带轮反向交替，也可以是多个螺旋带轮后再反向交替。左螺旋带轮和右螺旋带轮之间有轴承分隔。轴承可以是滑动轴承，也可以是滚动轴承。螺旋方向相同的螺旋带轮之间无需安装轴承。左螺旋带轮和右螺旋带轮的结构都是由螺旋带、芯轴、安装孔组成。安装孔等间距地排列在螺旋扭带中心线的同一侧，或者两侧；一般在螺旋扭带中心线两侧设计都有安装孔，以便安装金属扣一侧的螺旋带磨损后，将所有的金属扣拆装到对侧的安装孔上，以此成倍延长螺旋带的使用寿命。在每个安装 孔上安装一个金属扣，或每间隔1～6个安装孔再安装一个金属扣，其安装密度由所需要的硬垢清洗强度确定；但是在同一个螺旋带轮上的金属扣都必须安装在同一侧。螺旋带轮的外径小于换热管的内径，总长度略小于换热管。芯轴的内孔直径大于钢丝轴，钢丝轴的直径1～3mm，由换热管两端的固定架固定。金属扣的形状是中间稍细的圆柱体、两头是圆锥段或球面段。这种结构的优势是流体阻力较小，便于快速扣装固定，可靠性高。金属扣虽然有增大流体阻力的一面，但是也有一定的对流传热强化作用。固定架的结构有直叶式固定架和旋叶式固定架两种，前者结构简单、容易制造，后者的动力学性能更好。对于旋叶的螺旋方向，在换热管流体进口端，与其随后的螺旋扭带的螺旋方向相反；但是在出口端，则与其前面的螺旋扭带的螺旋方向相同。 

设备运行时，传热流体带动螺旋带轮自转，金属扣自转的离心力成为螺旋带侧边清洗管内壁硬垢的刃面径向压力，以此大大增强对硬垢的自动清洗能力，满足大多数传热设备对管内硬垢清洗能力的要求。在螺旋带侧边对管内壁硬垢的径向压力增大的同时，螺旋带自转清洗阻力也相应地大幅度上升。因此，对带金属扣螺旋带轮的自转动力矩的要求也随之相应地增大。两种螺旋方向相反的左螺旋带轮和右螺旋带轮先后交替串联在固定不旋转的钢丝轴上，能够比都是同一螺旋方向的螺旋扭带的自转动力矩大幅度增强，从而满足清洗硬垢的螺旋带轮必须有较大自转动力矩的要求。 

换热管内的带金属扣螺旋带轮与现有塑料螺旋扭带相比，不仅有同样的对流传热强化的功能，而且由于金属扣下游的涡流作用，其对流传热强化的功能更强，对流传热系数提高的幅度是现有塑料平滑螺旋扭带的150％左右。 

附图说明

图1是本实用新型的一种换热管内金属扣螺旋带轮自动清洗装置的结构原理图。 

图2是本实用新型的金属扣扣结构组装示意图 

图3是本实用新型的旋叶式固定架结构示意图。 

图4是本实用新型的直叶式固定架结构示意图 

具体实施方式